JP2013153024A - Electrolytic capacitor and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解コンデンサおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrolytic capacitor and a manufacturing method thereof.
従来の電解コンデンサは、たとえば特許文献1,2に開示されている。これらの文献に開示された電解コンデンサは、円柱状のコンデンサ素子を備えている。コンデンサ素子は、セパレータを介して陽極箔と陰極箔とを巻回して構成されている。製造工程において、コンデンサ素子は、駆動用電解液(以下、「電解液」という。)に浸漬される。この電解液にコンデンサ素子を含浸することにより、陽極箔と陰極箔との間に電解液が保持される。これにより、コンデンサ素子は、コンデンサとしての電気的性質をもつようになる。
Conventional electrolytic capacitors are disclosed in
特許文献1,2に開示された電解コンデンサは、巻回前の陽極箔や陰極箔といった電極箔に突起付きローラなどによって塑性変形加工を施すことにより、凹部を形成している。このような凹部を有する電極箔は、セパレータと重なって巻回されると、凹部とセパレータとの間や、凹部の反対側に形成された凸部以外の部分とセパレータとの間に隙間を形成する。すなわち、電解液は、電極箔とセパレータとの隙間に容易に入り込んでセパレータ全体に含浸しやすくなる。その結果、陽極箔と陰極箔との間には、十分な電解液が保持される。
In the electrolytic capacitors disclosed in
しかしながら、この種の電解コンデンサは、静電容量を大きくするために電極箔の表面が高度に粗面化されて拡大された、いわゆる高倍率箔や高圧箔を用いるのが一般的である。この種の高倍率箔や高圧箔といった電極箔は、残芯部が比較的薄くなっている。
そのため、上記従来のように、塑性変形加工によって電極箔に凹部(凸部)を形成すると、変形部分に残留応力が生じやすく、電極箔の巻回時に断裂や亀裂などが生じやすくなるという難点があった。
However, this type of electrolytic capacitor generally uses a so-called high-magnification foil or high-pressure foil, in which the surface of the electrode foil is highly roughened and enlarged in order to increase the capacitance. In this type of electrode foil, such as a high-magnification foil or a high-pressure foil, the remaining core portion is relatively thin.
Therefore, when the concave portion (convex portion) is formed in the electrode foil by plastic deformation as in the conventional case, residual stress is likely to be generated in the deformed portion, and there is a difficulty that tearing or cracking is likely to occur when the electrode foil is wound. there were.
また、特許文献2の図1などに示されるように、塑性変形加工による凹部では、電極箔の厚みに対して凹部の反対側に形成される凸部の高さが相当大きくなる。このような凸部を有する電極箔とセパレータとを巻回すると、凸部の分だけ嵩張ってコンデンサ素子の外径が大きくなってしまう。
そのため、塑性変形加工による凹部は、コンデンサ全体の小形化を図る上では不利である。
Further, as shown in FIG. 1 and the like of
Therefore, the concave portion formed by plastic deformation is disadvantageous in reducing the size of the entire capacitor.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、断裂や亀裂などを招くことなく十分な電解液を保持することができ、静電容量の大容量化や小形化の点でも有利な構造とすることができる電解コンデンサを提供することにある。また、そのような電解コンデンサの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to hold a sufficient amount of electrolyte without incurring tears or cracks. It is an object of the present invention to provide an electrolytic capacitor that can have an advantageous structure in terms of downsizing. Moreover, it is providing the manufacturing method of such an electrolytic capacitor.
本発明に係る電解コンデンサは、セパレータを介して長尺の陽極箔と陰極箔とが長手方向に巻回された電解コンデンサであって、前記陽極箔および前記陰極箔のそれぞれは、粗面化された表面を有し、かつ、前記陽極箔および前記陰極箔の少なくとも一方の、両面または片面にレーザ加工により複数の溝が形成されていることを特徴としている。 The electrolytic capacitor according to the present invention is an electrolytic capacitor in which a long anode foil and a cathode foil are wound in a longitudinal direction via a separator, and each of the anode foil and the cathode foil is roughened. And a plurality of grooves are formed by laser processing on both surfaces or one surface of at least one of the anode foil and the cathode foil.
この構成によれば、電極箔(陽極箔および陰極箔)とセパレータとの間には、レーザ加工による複数の溝が介在する。これにより、電解液の浸漬時には、これらの溝を伝ってセパレータ全体に電解液が含浸されやすい。したがって、本発明に係る電解コンデンサによれば、陽極箔と陰極箔との間に十分な電解液を保持させることができる。また、複数の溝は、レーザ加工により形成されるため、変形部分といった箇所がなく、塑性変形などによる残留応力を生じることがない。
したがって、本発明に係る電解コンデンサによれば、電極箔の巻回時に断裂や亀裂などを招くおそれがない。
また、例えば巻回状態における電極箔の外側のみに複数の溝を形成した場合、これらの溝によって巻回方向への電極箔の伸びが緩和される。これにより、電極箔の強度を高め、巻ストレスに対して強くすることができる。
また、電極箔は、粗面化された表面を有し、これらの表面積が拡大されている。したがって、本発明に係る電解コンデンサによれば、静電容量の大容量化を図ることができる。また、レーザ加工による溝は、その反対側に突出した部分を形成することがない。
そのため、電極箔とセパレータとを密接させた状態で、より小さく巻回することができる。すなわち、電極箔とセパレータとを巻回して構成されるコンデンサ素子の外径をできる限り小さくし、このコンデンサ素子を備えた電解コンデンサ全体の小形化を図ることができる。
According to this configuration, a plurality of grooves by laser processing are interposed between the electrode foil (anode foil and cathode foil) and the separator. Thereby, when the electrolytic solution is immersed, the entire separator is easily impregnated with the electrolytic solution through these grooves. Therefore, according to the electrolytic capacitor according to the present invention, a sufficient electrolytic solution can be held between the anode foil and the cathode foil. Further, since the plurality of grooves are formed by laser processing, there is no portion such as a deformed portion, and residual stress due to plastic deformation or the like does not occur.
Therefore, according to the electrolytic capacitor of the present invention, there is no risk of tearing or cracking when winding the electrode foil.
For example, when a plurality of grooves are formed only outside the electrode foil in the wound state, the extension of the electrode foil in the winding direction is relaxed by these grooves. Thereby, the intensity | strength of electrode foil can be raised and it can make it strong with respect to winding stress.
Moreover, the electrode foil has a roughened surface, and the surface area thereof is enlarged. Therefore, according to the electrolytic capacitor according to the present invention, the capacitance can be increased. Moreover, the groove | channel by laser processing does not form the part protruded on the opposite side.
Therefore, the electrode foil and the separator can be wound in a smaller state in a state where the electrode foil and the separator are in close contact with each other. That is, the outer diameter of the capacitor element formed by winding the electrode foil and the separator can be reduced as much as possible, and the entire electrolytic capacitor including the capacitor element can be reduced in size.
また、本発明に係る電解コンデンサは、前記陽極箔および前記陰極箔のそれぞれにおける前記複数の溝が、前記陽極箔および前記陰極箔の長手方向に沿う長辺に端部を有する複数の第1の溝を含むことを特徴としている。 Further, in the electrolytic capacitor according to the present invention, the plurality of grooves in each of the anode foil and the cathode foil have a plurality of first ends having end portions on long sides along the longitudinal direction of the anode foil and the cathode foil. It is characterized by including a groove.
この構成によれば、陽極箔および陰極箔の長辺側から複数の第1の溝の端部へと電解液が侵入しやすい。これにより、第1の溝を通じてセパレータ全体に十分な量の電解液を導くことができ、陽極箔と陰極箔との間により十分な電解液を保持させることができる。 According to this configuration, the electrolytic solution easily enters the end portions of the plurality of first grooves from the long sides of the anode foil and the cathode foil. Thereby, a sufficient amount of electrolyte can be guided to the whole separator through the first groove, and a sufficient amount of electrolyte can be held between the anode foil and the cathode foil.
また、本発明に係る電解コンデンサは、前記陽極箔および前記陰極箔のそれぞれにおける前記複数の溝が、前記複数の第1の溝と交差する第2の溝を含むことを特徴としている。 The electrolytic capacitor according to the present invention is characterized in that the plurality of grooves in each of the anode foil and the cathode foil include second grooves intersecting with the plurality of first grooves.
この構成によれば、たとえばセパレータの中央部分に対向するように第2の溝を配置し、複数の第1の溝から第2の溝へと電解液を導くようにすることができる。これにより、第1および第2の溝を通じてより十分な量の電解液をセパレータの中央部分へと導くことができ、より一層十分な電解液を保持させることができる。 According to this configuration, for example, the second groove can be disposed so as to face the central portion of the separator, and the electrolytic solution can be guided from the plurality of first grooves to the second groove. As a result, a more sufficient amount of electrolyte can be guided to the central portion of the separator through the first and second grooves, and a more sufficient amount of electrolyte can be retained.
また、本発明に係る電解コンデンサの製造方法は、長尺の陽極箔および陰極箔それぞれの表面を粗面化する工程と、前記陽極箔および前記陰極箔それぞれの表面にレーザ加工により複数の溝を形成する工程と、セパレータを介して前記陽極箔と前記陰極箔とを長手方向に巻回し、コンデンサ素子を作製する工程と、前記コンデンサ素子を電解液に浸漬し、前記陽極箔と前記陰極箔との間に電解液を保持させる工程と、を含むことを特徴としている。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to the present invention includes a step of roughening the surfaces of each of the long anode foil and the cathode foil, and a plurality of grooves formed by laser processing on the surfaces of the anode foil and the cathode foil. A step of forming, a step of winding the anode foil and the cathode foil in a longitudinal direction through a separator, and producing a capacitor element; and immersing the capacitor element in an electrolyte; and the anode foil and the cathode foil And a step of holding the electrolytic solution between the two.
この構成によれば、粗面化された表面を有する陽極箔や陰極箔といった電極箔を形成し、これら電極箔の表面積を拡大することができる。電極箔とセパレータとの間には、レーザ加工により複数の溝を形成することができる。このようなレーザ加工によれば、変形部分が形成されず、塑性変形などによる残量応力を生じることがない。また、レーザ加工によれば、溝の反対側に突出した部分を形成することがない。
よって、電解液の浸漬時には、これらの溝を伝ってセパレータ全体に電解液を含浸しやすくすることができる。したがって、本発明に係る電解コンデンサの製造方法によれば、断裂や亀裂などを招くことなく十分な電解液を保持させることができ、静電容量の大容量化や小形化の点でも有利な構造を有する電解コンデンサを製造することができる。
According to this configuration, an electrode foil such as an anode foil or a cathode foil having a roughened surface can be formed, and the surface area of these electrode foils can be increased. A plurality of grooves can be formed between the electrode foil and the separator by laser processing. According to such laser processing, a deformed portion is not formed, and residual stress due to plastic deformation or the like does not occur. Moreover, according to laser processing, the part which protruded on the opposite side of the groove | channel is not formed.
Therefore, when the electrolytic solution is immersed, the entire separator can be easily impregnated with the electrolytic solution through these grooves. Therefore, according to the method for manufacturing an electrolytic capacitor according to the present invention, a sufficient electrolytic solution can be held without causing tearing or cracking, and a structure that is advantageous in terms of increasing the capacitance and reducing the capacitance. Can be produced.
また、本発明に係る電解コンデンサの製造方法は、前記陽極箔および前記陰極箔のそれぞれに前記複数の溝を形成する工程においては、前記陽極箔および前記陰極箔の長手方向に沿う長辺に端部を有する複数の第1の溝を形成することを特徴としている。 Further, in the method of manufacturing the electrolytic capacitor according to the present invention, in the step of forming the plurality of grooves in each of the anode foil and the cathode foil, the electrolytic capacitor manufacturing method ends at a long side along the longitudinal direction of the anode foil and the cathode foil. A plurality of first grooves having a portion are formed.
この構成によれば、電解液の浸漬時に電極箔の長辺側から複数の第1の溝の端部へと電解液を侵入しやすくすることができる。これにより、第1の溝を通じてセパレータの中央部分へと十分な量の電解液を導くことができ、陽極箔と陰極箔との間により十分な電解液を保持させることができる。 According to this configuration, it is possible to easily infiltrate the electrolyte from the long side of the electrode foil to the ends of the plurality of first grooves when the electrolyte is immersed. As a result, a sufficient amount of electrolytic solution can be guided to the central portion of the separator through the first groove, and a sufficient amount of electrolytic solution can be held between the anode foil and the cathode foil.
また、本発明に係る電解コンデンサの製造方法は、前記陽極箔および前記陰極箔のそれぞれに前記複数の溝を形成する工程においては、前記複数の第1の溝と交差する第2の溝を形成することを特徴としている。 In the method for manufacturing an electrolytic capacitor according to the present invention, in the step of forming the plurality of grooves in each of the anode foil and the cathode foil, a second groove that intersects with the plurality of first grooves is formed. It is characterized by doing.
この構成によれば、たとえばセパレータの中央部分に対応する領域に第2の溝を形成し、複数の第1の溝から第2の溝へと電解液を導くようにすることができる。これにより、第1および第2の溝を通じてより十分な量の電解液をセパレータの中央部分へと導くことができ、さらにより一層十分な電解液を保持させることができる。 According to this configuration, for example, the second groove can be formed in a region corresponding to the central portion of the separator, and the electrolytic solution can be guided from the plurality of first grooves to the second groove. As a result, a more sufficient amount of electrolyte can be guided to the central portion of the separator through the first and second grooves, and an even more sufficient amount of electrolyte can be held.
本発明によれば、断裂や亀裂などを招くことなく、十分な電解液を保持させることができ、静電容量の大容量化や小形化の点でも有利な構造をもつ電解コンデンサを提供することができる。また、そのような電解コンデンサの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electrolytic capacitor that can hold a sufficient electrolytic solution without causing tearing or cracking, and that has an advantageous structure in terms of capacity increase and miniaturization. Can do. Moreover, the manufacturing method of such an electrolytic capacitor can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態に係る電解コンデンサのコンデンサ素子を示す斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る電解コンデンサの構成を示す断面図である。図3は、図1に示すコンデンサ素子を展開した状態を示す展開図である。図4は、図1に示すコンデンサ素子に形成された溝の断面を示す断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a capacitor element of an electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a development view showing a state where the capacitor element shown in FIG. 1 is developed. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of a groove formed in the capacitor element shown in FIG.
図1に示すように、電解コンデンサは、エッチング処理および酸化皮膜形成処理ならびにレーザ加工処理が施された長尺の陽極箔1と陰極箔2とが、紙か合成繊維等からなるセパレータ3を介して長手方向に巻回され、さらに素子止めテープ6で固定されて構成されたコンデンサ素子7を有する。なお、以下の説明において、陽極箔1と陰極箔2とを特に区別しない場合は、陽極箔および陰極箔を総称して「電極箔」と称する。
As shown in FIG. 1, the electrolytic capacitor has a
図2に示すように、コンデンサ素子7は、電解液に含浸された後、有底筒状の外装ケース12に収納されている。
As shown in FIG. 2, the
外装ケース12の開口部には、封口体が装着されている。この開口部は、絞り加工により密閉された構造を有する。封口体は、ベークライト10に弾性部材11を貼り合わせて構成されている。
なお、外装ケース12とコンデンサ素子7との間には、外装ケース12に対してコンデンサ素子7を固定すべく素子固定剤14を充填してもよい。
A sealing body is attached to the opening of the
An
封口体(ベークライト10および弾性部材11)の外端面には、陽極端子8および陰極端子9が形成されている。陽極端子8および陰極端子9の下端部は、コンデンサ素子7から引き出された陽極引き出しリード4および陰極引き出しリード5のリード線4’,5’が溶接部13A、13Bを介して電気的に接続されている。
An anode terminal 8 and a
陽極引き出しリード4は、化成処理が施されたものが使用される。陰極引き出しリード5は、一般的には化成処理が施されていないものが使用される。いずれの引き出しリード(陽極引き出しリード4、陰極引き出しリード5)も、表面加工の施されていない弁金属箔が一般的には用いられる。
The
基板自立タイプの電解コンデンサの封口は、封口体の弾性部材11と、外装ケース12をカーリングした部分とでなされている。
The sealing of the substrate self-supporting type electrolytic capacitor is made by the
本実施形態において、電極箔1,2は、後述のエッチング工程を経て表面が高度に粗面化されたものであり、いわゆる高倍率箔や高圧箔からなる。これにより、電極箔1,2の表面積は、見かけ上の表面積より拡大されている。電極箔1,2としては、たとえばアルミニウム箔が使用される。 In the present embodiment, the electrode foils 1 and 2 have a highly roughened surface through an etching process described later, and are made of a so-called high-magnification foil or high-pressure foil. Thereby, the surface area of the electrode foils 1 and 2 is expanded from the apparent surface area. As the electrode foils 1 and 2, for example, aluminum foil is used.
図3に示すように、電極箔1,2の片側の表面には、レーザ加工によって複数の溝D1,D2が形成されている。符号D1の第1の溝は、両端部D1aが電極箔1,2の長手方向に沿う長辺1A,2Aに一致するように形成されている。
複数の第1の溝D1は、電極箔1,2の長手方向に所定の間隔に配置され、その幅方向に沿って形成されている。符号D2の第2の溝は、電極箔1,2の幅方向に所定の間隔をあけて複数配置され、その長手方向に沿って形成されている。これにより、第2の溝D2は、セパレータ3の中央部分と対向する領域に形成され、複数の第1の溝D1と交差している。
As shown in FIG. 3, a plurality of grooves D1, D2 are formed on the surface of one side of the electrode foils 1, 2 by laser processing. The first groove D1 is formed such that both end portions D1a coincide with the
The plurality of first grooves D1 are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the electrode foils 1 and 2, and are formed along the width direction thereof. A plurality of second grooves D2 are arranged at predetermined intervals in the width direction of the electrode foils 1 and 2, and are formed along the longitudinal direction thereof. Thereby, the second groove D2 is formed in a region facing the central portion of the
図4に示すように、レーザ加工により形成された第1および第2の溝D1,D2は、V字状の凹断面を有している。第1および第2の溝D1,D2の幅は、0.1〜5.0mm程度である。第1および第2の溝D1,D2の深さは、10μm以上で後述する酸化皮膜の膜厚以下の程度である。
なお、本実施形態の電極箔1,2は、外側の表面のみに第1および第2の溝D1,D2が形成されたものであるが、内側のみに第1および第2の溝D1,D2が形成されたものでも、また、外側と内側の両面に第1および第2の溝D1,D2が形成されたものでも、電解液の保持に関して、同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 4, the first and second grooves D1 and D2 formed by laser processing have a V-shaped concave cross section. The width of the first and second grooves D1, D2 is about 0.1 to 5.0 mm. The depths of the first and second grooves D1 and D2 are 10 μm or more and about the thickness of the oxide film described later.
The electrode foils 1 and 2 according to the present embodiment have the first and second grooves D1 and D2 formed only on the outer surface, but the first and second grooves D1 and D2 are formed only on the inner side. The same effect can be obtained with respect to the retention of the electrolytic solution even when the first and second grooves D1 and D2 are formed on both the outer and inner surfaces.
次に、第1実施形態に係る電解コンデンサの製造方法について説明する。図5は、本実施形態に係る電解コンデンサの製造工程を示すフローチャートである。図6は、図5に示すレーザ加工処理を説明するための斜視図である。 Next, a method for manufacturing the electrolytic capacitor according to the first embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing manufacturing steps of the electrolytic capacitor according to this embodiment. FIG. 6 is a perspective view for explaining the laser processing shown in FIG.
(エッチング工程)
まず、エッチング工程においては、アルミニウム箔をエッチング液(塩酸等の強酸性の水溶液)中に配置し、このアルミニウム箔に対して直流電圧や交流電圧により電気化学的処理(エッチング処理)を施す。これにより、アルミニウム箔の表面は、凹凸状となって粗面化され、表面積が拡大する。これにより、高倍率箔あるいは高圧箔といった電極箔1,2が形成される(ステップS101)。
(Etching process)
First, in the etching step, an aluminum foil is placed in an etching solution (strongly acidic aqueous solution such as hydrochloric acid), and an electrochemical treatment (etching treatment) is performed on the aluminum foil with a DC voltage or an AC voltage. Thereby, the surface of the aluminum foil is roughened and roughened, and the surface area is increased. Thereby, electrode foils 1 and 2 such as a high-magnification foil or a high-pressure foil are formed (step S101).
(化成工程)
次に、化成工程においては、電極箔1,2を化成液(硼酸アンモニウム等の弱酸性の水溶液)中に配置し、電極箔1,2に対して直流電圧を印加する。これにより、電極箔1,2の表面には、誘電体となるアルミニウム酸化皮膜が形成される(ステップS102)。
(Chemical conversion process)
Next, in the chemical conversion step, the electrode foils 1 and 2 are placed in a chemical conversion solution (weakly acidic aqueous solution such as ammonium borate), and a DC voltage is applied to the electrode foils 1 and 2. Thereby, an aluminum oxide film serving as a dielectric is formed on the surfaces of the electrode foils 1 and 2 (step S102).
(レーザ加工工程)
コンデンサ素子7は、最初にセパレータ3を巻き取りながら巻芯を形成し、巻芯と、引き続き巻き取られるセパレータ3との間に、陽極箔1と陰極箔2を各々差し込んで、巻芯側からセパレータ3、陰極箔2、セパレータ3、陽極箔1の順になるよう、円筒形に巻き取り形成する。
レーザ加工工程は、陽極箔1と陰極箔2の外側面に各々、レーザ照射器L1,L2を配置し、これらのレーザ照射器L1,L2から陽極箔1および陰極箔2の表面に向けてレーザを照射する(ステップS103、図6参照)。
これにより、陽極箔1および陰極箔2の表面には、図3,4に示すような第1および第2の溝D1,D2が形成される。特に、第1の溝D1は、陽極箔1および陰極箔2の搬送方向に対して交差する方向にレーザを走査しながら照射することによって形成される。これにより、第1の溝D1の両端部D1aは、陽極箔1および陰極箔2の長辺1A,2Aに一致するように形成される。
レーザの照射条件は、たとえば、レーザパワーが最大出力の10〜70%、走査速度が1000〜2000mm/s、パルス周期が10〜30μs、照射時間が0.16〜0.25sである(ステップS103)。なお、レーザの照射条件や走査方向を変更することにより、後述する他の実施形態などに示す各種形態の溝を形成することができる。
また、セパレータ3と電極箔1,2とを大きく離間させた状態とし、各電極箔1,2の両面側にレーザ照射器L1,L2を配置することにより、各電極箔1,2の両側の表面に第1および第2の溝D1,D2を形成することもできる。
(Laser processing process)
The
In the laser processing step, laser irradiators L1 and L2 are disposed on the outer surfaces of the
Thus, first and second grooves D1 and D2 as shown in FIGS. 3 and 4 are formed on the surfaces of the
The laser irradiation conditions are, for example, that the laser power is 10 to 70% of the maximum output, the scanning speed is 1000 to 2000 mm / s, the pulse period is 10 to 30 μs, and the irradiation time is 0.16 to 0.25 s (step S103). ). Note that various forms of grooves shown in other embodiments described later can be formed by changing the laser irradiation conditions and the scanning direction.
In addition, the
(加締・巻回工程)
加締工程では、レーザ加工により溝D1,D2が形成された陽極箔1と陰極箔2に、リード材4,5を加締め等により接続する。
巻回工程では、レーザ加工により溝D1,D2が形成され、リード材4,5が接続された陽極箔1と陰極箔2とをセパレータ3の間に差し込んで巻き取り、最後に巻き終わりを素子止めテープで止める(ステップS104)。
なお、本実施形態においては、レーザ加工工程後、連続して加締・巻回工程が行われるが、加締・巻回工程とは独立してレーザ加工工程を行うようにしてもよい。
(Casting and winding process)
In the caulking step, the
In the winding process, the grooves D1 and D2 are formed by laser processing, and the
In the present embodiment, after the laser processing step, the caulking / winding step is continuously performed. However, the laser processing step may be performed independently of the caulking / winding step.
(含浸工程)
次に、含浸工程においては、減圧や加圧等によりコンデンサ素子7に電解液を含浸させる。電解液は、電極箔1,2の長辺1A,2A側から第1の溝D1の両端部D1aに入り、毛細管現象によって第1の溝D1の内部へと浸透していく。さらに、電解液は、第1の溝D1に交差する第2の溝D2へと浸透していく。すなわち、電解液は、第1および第2の溝D1,D2を伝ってセパレータ3の中央部分へと十分導かれる。これにより、セパレータ3全体に電解液が含浸され、陽極箔1と陰極箔2との間に十分な電解液が保持される。
この時の含浸時間は、コンデンサ素子7のサイズや電解液の種類によって異なり、一般的に素子サイズが大きくなるほど含浸時間とともにリードタイムが長くなるが、第1および第2の溝D1,D2を伝って含浸されるため、溝が設けられていないものよりもリードタイムが短縮される。また、減圧時においては、コンデンサ素子7の内部に含まれる空気が第1および第2の溝D1,D2を介してスムーズに抜けるため、減圧時間を短縮することができる。(ステップS105)。
なお、含浸工程の後は、過剰な電解液が遠心分離機にてある一定量取り除かれる。
(Impregnation process)
Next, in the impregnation step, the
The impregnation time at this time varies depending on the size of the
After the impregnation step, a certain amount of excess electrolyte is removed by a centrifuge.
(組立工程)
次に、組立工程においては、電解液が含浸されたコンデンサ素子7と封口体(ベークライト10と弾性部材11)とを接合させた後、外装ケース12に収容し、図2に示すように、コンデンサ素子7の下端部外周面に素子固定部材14を充填し、さらに外装ケース12の開口部を封止する(ステップS106)。これにより、電解コンデンサの半完成品が形成される。
(Assembly process)
Next, in the assembly process, the
(エージング工程)
次に、エージング工程においては、高温下で電解コンデンサに直流電圧を印加し、電極箔1,2に対するレーザ加工や巻回によって損傷した酸化皮膜の修復を行う(ステップS107)。これにより、電解コンデンサの完成品が形成される。
(Aging process)
Next, in the aging process, a DC voltage is applied to the electrolytic capacitor at a high temperature to repair the oxide film damaged by the laser processing or winding of the electrode foils 1 and 2 (step S107). Thereby, a finished product of the electrolytic capacitor is formed.
以上の構成からなる電解コンデンサ、およびその製造方法によれば、次のような効果が得られる。 According to the electrolytic capacitor having the above configuration and the manufacturing method thereof, the following effects can be obtained.
電極箔1,2とセパレータ3との間には、レーザ加工によって細長い第1および第2の溝D1,D2が形成されており、電解液が第1および第2の溝D1,D2を伝ってセパレータ3の中央部分まで含浸されやすくなっている。
これにより、セパレータ3全体に電解液を含浸させることができ、陽極箔1と陰極箔2との間に十分な電解液を保持させることができる。
Between the electrode foils 1 and 2 and the
As a result, the
第1および第2の溝D1,D2は、レーザ加工による微細な切削加工によって形成されるため、塑性変形による形成されるような部分がなく、電極箔1,2に残留応力が生じることがない。これにより、高倍率箔や高圧箔といった電極箔1,2の巻回時にあっても、断裂や亀裂などを招くおそれがない。
また、巻回時には、電極箔1,2の外側が内側よりも引っ張られて伸び率が大きくなるが、その外側の表面に形成された特に第1の溝D1によって伸びが緩和されることとなる。これにより、巻回時における電極箔1,2の強度が高められ、巻ストレスに対して強くすることができる。
Since the first and second grooves D1 and D2 are formed by fine cutting by laser processing, there is no portion that is formed by plastic deformation, and no residual stress is generated in the electrode foils 1 and 2. . Thereby, even when the electrode foils 1 and 2 such as a high-magnification foil and a high-pressure foil are wound, there is no possibility of causing a tear or a crack.
Further, at the time of winding, the outer sides of the electrode foils 1 and 2 are pulled more than the inner side to increase the elongation rate, but the elongation is alleviated by the first groove D1 formed on the outer surface. . Thereby, the intensity | strength of the electrode foils 1 and 2 at the time of winding can be raised, and it can make it strong with respect to winding stress.
電極箔1,2は、粗面化された表面を有するため、これらの表面積が見かけ上の表面積よりも相当拡大されている。これにより、電解コンデンサにおける静電容量の大容量化を図ることができる。 Since the electrode foils 1 and 2 have a roughened surface, their surface areas are considerably larger than the apparent surface area. As a result, the capacitance of the electrolytic capacitor can be increased.
第1および第2の溝D1,D2は、レーザ加工により形成されるため、その反対側に突出した部分を形成することがない。これにより、電極箔1,2の表面全体にわたってセパレータ3を密接させた状態でより小さく巻回することができる。
すなわち、電極箔1,2とセパレータ3とを巻回して構成されるコンデンサ素子7の外径をできる限り小さくし、このコンデンサ素子7を収容する外装ケース12とともに電解コンデンサ全体の小形化を図ることができる。
Since the first and second grooves D1 and D2 are formed by laser processing, a portion protruding to the opposite side is not formed. Thereby, it can wind more small in the state which contacted the
That is, the outer diameter of the
次に、他の実施形態に係る電解コンデンサのコンデンサ素子について説明する。なお、上述した第1実施形態によるものと同一または類似の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, a capacitor element of an electrolytic capacitor according to another embodiment will be described. Note that the same or similar components as those according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7〜12は、本発明の他の実施形態に係る電解コンデンサのコンデンサ素子を展開した状態を示す展開図である。図13,14は、他の例としてコンデンサ素子に形成された溝の断面を示す断面図である。 FIGS. 7-12 is an expanded view which shows the state which expand | deployed the capacitor | condenser element of the electrolytic capacitor based on other embodiment of this invention. 13 and 14 are cross-sectional views showing a cross section of a groove formed in a capacitor element as another example.
図7に示すように、第2実施形態のコンデンサ素子7においては、セパレータ3の中央部分と対向する電極箔1,2の中央部分に第2の溝D2が1つだけ形成されている。このような構成によっても、電解液を第2の溝D2を伝ってセパレータ3の中央部分まで含浸しやすくすることができ、陽極箔1と陰極箔2との間に十分な電解液を保持することができる。
As shown in FIG. 7, in the
図8に示すように、第3実施形態のコンデンサ素子7においては、第2実施形態と同様に第2の溝D2が1つだけ形成されているほか、第1の溝D1の一方の端部D1aのみが電極箔1,2の長辺1A,2Aに一致するように形成されている。
複数の第1の溝D1は、第2の溝D2を中心としてその両側に形成されており、電極箔1,2の長手方向に沿って互い違いに位置するように配列されている。これにより、第1の溝D1の他方の端部が第2の溝D2と交差している。このような構成によっても、第1の溝D1から第2の溝D2へと電解液を導くことができる。
As shown in FIG. 8, in the
The plurality of first grooves D1 are formed on both sides of the second groove D2 as a center, and are arranged so as to be staggered along the longitudinal direction of the electrode foils 1 and 2. As a result, the other end of the first groove D1 intersects the second groove D2. Even with such a configuration, the electrolytic solution can be guided from the first groove D1 to the second groove D2.
図9に示すように、第4実施形態のコンデンサ素子7においては、第1の溝D1同士が互いに交差するように電極箔1,2の長手方向に対して斜めに形成されている。第2の溝は設けられていない。このような構成によれば、第1の溝D1のみを伝って駆動用電解液をセパレータ3の中央部分へと導くことができる。
As shown in FIG. 9, in the
図10に示すように、第5実施形態のコンデンサ素子7は、第1実施形態のコンデンサ素子7において第2の溝を設けない構成としたものに相当する。このような構成によっても、第1の溝D1のみを伝って電解液をセパレータ3の中央部分へと導くことができる。
As shown in FIG. 10, the
図11に示すように、第6実施形態のコンデンサ素子7においては、第1の溝D1同士が互いに交差することなく平行となるように電極箔1,2の長手方向に対して斜めに形成されている。このような構成によっても、第1の溝D1のみを伝って電解液をセパレータ3の中央部分へと導くことができる。
As shown in FIG. 11, in the
図12に示すように、第7実施形態のコンデンサ素子7においては、電極箔1,2の両側の長辺1A,2A間において第1の溝D1が蛇行する曲線状に形成されている。第1の溝D1の端部D1aは、電極箔1,2の両側の長辺1A,2Aに必ず一致するように形成されている。これにより、第1の溝D1は、電極箔1,2の長辺1A,2Aで必ず途切れるようにして複数形成されている。このような構成によっても、第1の溝D1のみを伝って電解液をセパレータ3の中央部分へと導くことができる。
As shown in FIG. 12, in the
図13および図14に示すように、第1および第2の溝D1,D2の断面は、凹状や半円状であってもよい。その他、特に図示しないが、第1および第2の溝D1,D2の断面をU字状や台形状としてもよい。このような第1および第2の溝D1,D2の断面は、上述したレーザの照射条件を適宜変更することによって形成することができる。 As shown in FIGS. 13 and 14, the first and second grooves D1 and D2 may have a concave or semicircular cross section. In addition, although not particularly illustrated, the cross sections of the first and second grooves D1 and D2 may be U-shaped or trapezoidal. Such cross sections of the first and second grooves D1, D2 can be formed by appropriately changing the laser irradiation conditions described above.
なお、本発明は、上述の各実施形態による構成に限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to the structure by each above-mentioned embodiment.
たとえば、第1の溝や第2の溝は、コンデンサ素子の外側よりも内側に位置するものほど、あるいはその逆に溝同士の間隔が狭くなるように形成してもよい。そうした場合、コンデンサ素子の外側と内側とで電解液の含浸性が異なる場合に好適に対応することができる。
具体的には、含浸性が低い部分ほど溝同士の間隔を狭めて溝を密に形成することにより、電解液の含浸性を高めることができる。
For example, the first groove or the second groove may be formed such that the inner groove is located closer to the inner side than the outer side of the capacitor element, or vice versa. In such a case, it is possible to suitably cope with the case where the impregnation property of the electrolytic solution is different between the outside and the inside of the capacitor element.
Specifically, the lower the impregnation property, the narrower the gap between the grooves and the denser the grooves, the higher the electrolyte impregnation property.
1 陽極箔
1A 長辺
2 陰極箔
2A 長辺
3 セパレータ
4、5 リード材
D1 第1の溝
D1a 端部
D2 第2の溝
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記陽極箔および前記陰極箔のそれぞれは、粗面化された表面を有し、かつ、前記陽極箔および前記陰極箔の少なくとも一方の、両面または片面にレーザ加工により複数の溝が形成されていることを特徴とする、電解コンデンサ。 An electrolytic capacitor in which a long anode foil and a cathode foil are wound in a longitudinal direction via a separator,
Each of the anode foil and the cathode foil has a roughened surface, and at least one of the anode foil and the cathode foil has a plurality of grooves formed on both sides or one side by laser processing. An electrolytic capacitor characterized by that.
前記陽極箔および前記陰極箔それぞれの表面にレーザ加工により複数の溝を形成する工程と、
セパレータを介して前記陽極箔と前記陰極箔とを長手方向に巻回し、コンデンサ素子を作製する工程と、
前記コンデンサ素子を電解液に浸漬し、前記陽極箔と前記陰極箔との間に電解液を保持させる工程と、
を含むことを特徴とする、電解コンデンサの製造方法。 A step of roughening the surface of each of the long anode foil and the cathode foil;
Forming a plurality of grooves by laser processing on the surface of each of the anode foil and the cathode foil;
Winding the anode foil and the cathode foil in a longitudinal direction through a separator, and producing a capacitor element;
Immersing the capacitor element in an electrolytic solution, and holding the electrolytic solution between the anode foil and the cathode foil;
The manufacturing method of the electrolytic capacitor characterized by including these.
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